Perché utilizziamo la cura a raggi infrarossi per i biosensori e i chip
Quando si costruiscono dei biosensori, è piuttosto complicato far sì che gli strati organici e i polimeri conduttori rimangano al loro posto. Per stabilizzare tutto questo, è necessario utilizzare metodi di cura termica… ma procedere in questo modo è piuttosto laborioso.
Ecco perché utilizziamo le lampade a raggi infrarossi. Invece di riscaldare un intero forno – il che significa semplicemente sperperare denaro ed energia – i raggi infrarossi trasmettono l’energia direttamente sul substrato. È un metodo efficace e logico.
Abbandonare i materiali tossici
Il settore dei semiconduttori sta finalmente dando importanza agli standard “verdi” e alla produzione senza piombo. Per molto tempo, l’unico modo per mantenere basse le temperature di cura era l’uso di catalizzatori chimici o acceleranti a base di metalli pesanti. Questo però non è certo vantaggioso né per il pianeta, né per le persone che lavorano in laboratorio.
La cura a raggi infrarossi risolve questo problema. Utilizziamo raggi infrarossi a breve lunghezza d’onda per far vibrare le molecole presenti nello strato di rivestimento. Il calore viene generato direttamente all’interno del materiale. È un processo veloce: si parla di secondi, non di ore. Inoltre, non è più necessario utilizzare quegli additivi dannosi, e non c’è più bisogno di preoccuparsi troppo dell’impatto ambientale legato alle attività di produzione.
Il bilanciamento perfetto
Per ottenere la giusta densità di calore nei wafer dei biosensori, non possiamo utilizzare semplicemente qualsiasi tipo di lampada. Utilizziamo invece involucri in quarzo dotati di filler allogenici. Questo permette di aumentare rapidamente la temperatura. Non appena il wafer entra nella zona di cura, il calore viene applicato immediatamente; non appena il wafer ne esce, l’energia viene interrotta. Nessuna energia viene sprecata.
Ma c’è un aspetto delicato: poiché i raggi infrarossi sono molto intensi, può verificarsi un fenomeno chiamato “skinning”. Questo accade quando lo strato superiore si solidifica troppo rapidamente, intrappolando i solventi al suo interno. È necessario trovare il giusto equilibrio: se la lampada è troppo vicina, il substrato può essere danneggiato; se invece è troppo lontana, si perde l’efficacia del sistema stesso. Bisogna quindi regolare correttamente la potenza della lampada e la distanza tra essa e il substrato.
Utilizzo pratico
La cosa migliore è che questi sistemi possono sostituire facilmente i vecchi tunnel di convezione. Passando ai raggi infrarossi, si riduce notevolmente lo spazio occupato dagli impianti. Non è più necessario utilizzare quei grandi ventilatori rumorosi che funzionano continuamente per evacuare l’aria calda dall’edificio. Basta semplicemente collegare i dispositivi, impostare i timer e lasciare che la fisica faccia il resto.